Thông tin tài liệu
Trư
Trư
ờ
ờ
ng
ng
Đ
Đ
ạ
ạ
i
i
H
H
ọ
ọ
c
c
Sư
Sư
Ph
Ph
ạ
ạ
m
m
K
K
ỹ
ỹ
Thu
Thu
ậ
ậ
t
t
Tp.HCM
Tp.HCM
Đề tài
ỨNG DỤNG MẠNG NEURAL ĐIỀU KHIỂN
TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
B
B
á
á
o c
o c
á
á
o viên:
o viên:
NGUY
NGUY
Ễ
Ễ
N TH
N TH
Ị
Ị
B
B
Í
Í
CH MAI
CH MAI
TpHCM, 19/12/2008
MỤC ĐÍCH
•Tìm hiểu phương pháp điều khiển định hướng
trường.
• Ước lượng từ thông rotor dùng mạng neural để
sử dụng trong điều khiển định hướng trường.
•Xây dựng hệ thống điều khiển PI mờ để điều
khiển từ thông, momen, và tốc độ động cơ.
NỘI DUNG
1. Tổng quan
2. Mô hình động cơ không đồng bộ
3. Điềukhiển định hướng trường
4. Giớithiệumạng truyềnthẳng nhiềulớp
5. Ướclượng từ thông rotor sử dụng mạng neural
6. Điềukhiển định hướng trường kếthợpmạng
neural và bộđiềukhiểnPI mờ
7. Kếtluận
1. Tổng quan
• Động cơ không đồng bộ được sử dụng nhiều
trong sản xuất và đời sống.
• Có nhiềuphương pháp điềukhiển:
Điềukhiểnvôhướng
Điềuchế vector không gian
Điềukhiển định hướng trường
Điềukhiển thông minh
Điều khiển định hướng trường
2. Mô hình động cơ không đồng bộ
2.2.Phương trình trạng thái của động cơ không đồng bộ
r
s
rm
s
s
s
r
m
s
rs
s
s
s
s
LiLi
LiLi
+=
+=
ψ
ψ
s
r
s
r
s
r
r
s
s
s
s
s
s
s
j
dt
d
iR0
dt
d
iRu
ψω−
ψ
+=
ψ
+=
(1)
(2)
(3)
(4)
r
f
r
m
f
s
f
r
m
f
r
s
f
s
f
s
f
r
r
f
r
f
r
r
f
s
s
f
s
f
s
s
f
s
LiLi
LiLi
j
dt
d
iR
j
dt
d
iRu
+=
+=
++=
++=
ψ
ψ
ψω
ψ
ψω
ψ
0
(5)
(6)
(7)
(8)
Trên hệ tọa độ stator Trên hệ tọa độ từ thông rotor
2. Mô hình động cơ không đồng bộ
2.3. Mô hình động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ stator
αβαα
α
σ
ωψ
σ
σ
ψ
σ
σ
σ
σ
σ
s
s
r
r
r
r
s
rs
s
u
LTT
i
TTdt
di 11111
''
+
−
+
−
+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+−=
ββαβ
β
σ
ψ
σ
σ
ωψ
σ
σ
σ
σ
σ
s
s
r
r
rs
rs
s
u
LT
i
TTdt
di
11111
''
+
−
+
−
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+−=
//
/
11
βαα
α
ωψψ
ψ
rr
r
s
r
r
T
i
Tdt
d
−−=
/
r
r
/
rs
r
/
r
T
i
Tdt
d
βαβ
β
ψ−ωψ+=
ψ
11
(9)
(10)
(11)
(12)
2. Mô hình động cơ không đồng bộ
2.4. Mô hình động cơ không đồng bộ trên hệ tọa độ từ
thông rotor
()
()
''
'
''
'
''
''
11
11
11111
11111
rq
r
rdssq
r
rq
rqsrd
r
sd
r
rd
sq
s
rq
r
rdsq
rS
sds
sq
sd
s
rqrd
r
sqssd
rS
sd
T
i
Tdt
d
T
i
Tdt
d
u
LT
i
TT
i
dt
di
u
LT
ii
TTdt
di
ψψωω
ψ
ψωωψ
ψ
σ
ψ
σ
σ
ωψ
σ
σ
σ
σ
σ
ω
σ
ωψ
σ
σ
ψ
σ
σ
ω
σ
σ
σ
−−−=
−+−=
+
−
+
−
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+−−=
+
−
+
−
++
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+−=
(13)
(14)
(15)
(16)
3. Điềukhiển định hướng trường
Biến đổi Laplace phương trình (15) và dựavào
phương trình momen điện từ,tađược:
sd
r
m
rd
i
pT
L
+
=
1
ψ
sqrd
r
m
CM
i
L
L
pm
'
2
2
3
ψ
=
(17)
(18)
Phương trình (17): sử dụng dòng i
sd
là đạilượng điều
khiểntừ thông rotor.
Phương trình (18): sử dụng dòng i
sq
là đạilượng điều
khiển momen quay.
•Từ thông rotor
• Momen điệntừ
3. Điềukhiển định hướng trường
Xuất phát từ ý tưởng đó, cần ghép hai khốirờirạc
trên qua mạng tính áp MTU
s
j
e
υ
s
υ
sd
u
sq
u
α
s
u
β
s
u
u
t
v
t
w
t
d
y
q
y
*
sd
i
*
sq
i
sd
iΔ
sq
iΔ
sd
i
sq
i
MTU
Để điềuchỉnh dòng I
sd
, I
sq
,
sử dụng 2 khâu ĐCid
riêng biệtkiểuPI
Động cơđược điều
khiểnbởibiếntần
nguồnáp
3. Điềukhiển định hướng trường
Từđó, xây dựng sơđồnguyên lý điềukhiển định
hướng trường hoàn chỉnh
ĐCVTKG
CTĐu
Umc
s
j
e
υ
s
υ
sd
u
sq
u
α
s
u
β
s
u
u
t
v
t
w
t
3
pha
uvw
3M
ĐCid
ĐCiq
d
y
q
y
*
sd
i
*
sq
i
sd
i
Δ
sq
i
Δ
sd
i
sq
i
MTu
MTi
3
2
s
j
e
υ
−
α
s
i
β
s
i
su
i
sv
i
k
*
ω
ω
ω
*
r
ω
s
ω
Khâu tích
phân
'*
rd
ψ
*
M
m
Máy đo tốc
độ quay
Nguyên lý điềukhiển định hướng trường
[...]... thông của động cơ khi sử dụng bộ ước lượng từ thông dùng mạng nơron và từ thông của động cơ khi sử dụng bộ ước lượng từ thông thông thường là không đáng kể 6 Điều khiển định hướng trường kết hợp mạng neural và bộ điều khiển PI mờ 6.1 Bộ điều khiển PID phổ biến Ngõ ra điều khiển của bộ PID MV(t) = Pout + Iout + Dout= Với e(t): error (sai số) de ( t ) K P e ( t ) + K i ∫ e ( t ) dt + K d dt 6 Điều khiển. .. định hướng trường kết hợp mạng neural và bộ điều khiển PI mờ 6.2 Sơ đồ điều khiển PI mờ - Sử dụng 3 bộ điều khiển mờ PI thay thế cho 3 bộ điều khiển PI thông thường nhằm điều khiển tốc độ, momen, từ thông - Luật hợp thành If…then: • If sai số (tốc độ, isd, isq) nhỏ (S) then KP bé (S) • If sai số lớn (tốc độ, isd, isq) mang giá trị âm (NL) then KP lớn (NL) • If sai số lớn (tốc độ, isd, isq) mang giá trị... phỏng điều khiển định hướng trường kết hợp mang neural và logic mờ 6 Điều khiển định hướng trường kết hợp mạng neural và bộ điều khiển PI mờ 6.3 Kết quả mô phỏng sử dụng 3 bộ điều khiển PI mờ 160 1.2 140 120 1 100 0.8 Từ thông (có bộ mờ) 0.6 Tốc độ (có PI mờ) 80 60 0.4 40 0.2 0 20 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 0.5 1.5 2 2.5 3 3.5 4 160 1.2 140 1 120 Từ thông (không có bộ mờ) 0.8 0.6 0.4 100 Tốc độ (không. .. 4 40 Dòng điện khi không có PI mờ 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Dòng khởi động khi điều khiển bằng PI mờ giảm so với điều khiển PI thông thường 6 Điều khiển định hướng trường kết hợp mạng neural và bộ điều khiển PI mờ => Điều khiển định hướng trường kết hợp với bộ mờ PI và mạng neural cho kết quả mô phỏng phù hợp với những thay đổi các thông số của động cơ KẾT LUẬN Kết quả... 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 6 Điều khiển định hướng trường kết hợp mạng neural và bộ điều khiển PI mờ 8 Nhận xét 7 Momen khi có Pi mờ 6 5 Momen khởi động khi dùng bộ PI mờ bằng với momen khi điều khiển PI thông thường 4 3 2 1 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 3 3.5 4 8 7 Momen khi không có Pi mờ 6 5 4 3 2 1 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 6 Điều khiển định hướng trường kết hợp mạng neural và bộ điều khiển PI mờ 40 Dòng điện... sử dụng mạng neural 1.2 1 0.8 Trong hệ thống vòng kín, từ thông của động cơ khi tham số mô hình trùng với tham số động cơ Có ANN 0.6 0.4 0.2 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 3 3.5 4 1.2 1 0.8 Không có ANN 0.6 0.4 0.2 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 5 Ước lượng từ thông sử dụng mạng neural 160 140 120 100 Tốc độ động cơ ở chế độ danh định Có ANN 80 60 40 20 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 2 2.5 3 3.5 4 160 140 120 100 Không. .. 1.2 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 2.5 3 3.5 4 1 Không có ANN 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.5 1 1.5 2 5 Ước lượng từ thông sử dụng mạng neural 160 140 120 100 Tốc độ động cơ trong hệ thống vòng kín, khi momen quán tính tăng 5 lần Có ANN 80 60 40 20 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 2 2.5 3 3.5 4 160 140 120 100 Không có ANN 80 60 40 20 0 0 0.5 1 1.5 3 3.5 4 5 Ước lượng từ thông sử dụng mạng neural Nhận xét • Từ thông ước lượng đạt...3 Điều khiển định hướng trường Kết luận Nguyên lý điều khiển định hướng trường là điều khiển tách rời từ thông và mômen quay tương tự như động cơ DC kích từ độc lập 4 Giới thiệu mạng truyền thẳng nhiều lớp 4.1 Giới thiệu Lớp ngõ ra Lớp ẩn Lớp ngõ vào 4 Giới thiệu mạng truyền thẳng nhiều lớp 4.2.Giải thuật lan truyền ngược Hàm mục tiêu... 0 0.5 1 1.5 5 Ước lượng từ thông sử dụng mạng neural 1.2 Trường hợp 2 1 0.8 Từ thông ước lượng 0.6 Trong hệ thống vòng hở, khi momen quán tính tăng gấp 5 lần 0.4 0.2 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 1.2 1 Từ thông của động cơ 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5 Ước lượng từ thông sử dụng mạng neural 1.2 1 0.8 Có ANN Trong hệ thống vòng kín, từ thông của động cơ khi momen quán tính tăng 5 lần 0.6... Isq 5 Ước lượng từ thông sử dụng mạng neural Dữ liệu ngõ ra cần học ψr(k) 1.2 1 0.8 Từ thông thật của động cơ 0.6 0.4 0.2 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5 Ước lượng từ thông sử dụng mạng neural 5.2.Chọn cấu trúc mạng 1 lớp ngõ vào: usd(k), usd(k-1), usq(k), usq(k-1), isd(k), isd(k-1), isq(k), isq(k-1), ψr(k-1) 1 lớp ẩn: 20 nơron được chọn bằng phương pháp thử và sai Hàm tác động là tansigmoid 1 lớp ngõ . rotor sử dụng mạng neural
6. Điềukhiển định hướng trường kếthợpmạng
neural và bộ iềukhiểnPI mờ
7. Kếtluận
1. Tổng quan
• Động cơ không đồng bộ được sử dụng. để điều
khiển từ thông, momen, và tốc độ động cơ.
NỘI DUNG
1. Tổng quan
2. Mô hình động cơ không đồng bộ
3. Điềukhiển định hướng trường
4. Giớithiệumạng
Ngày đăng: 16/03/2014, 17:21
Xem thêm: ỨNG DỤNG MẠNG NEURAL điều KHIỂN tốc độ động cơ không đồng bộ, ỨNG DỤNG MẠNG NEURAL điều KHIỂN tốc độ động cơ không đồng bộ